(57)【要約】【課題】ソレノイド装置をアクチュエータとするインジェクタを備える燃料噴射装置において、安定して噴射特性を可変できるようにする。【解決手段】インジェクタのソレノイド装置は、制御室開閉用の制御弁体をリフト方向とは反対側に付勢する付勢手段２８として、不等ピッチコイルバネを有する。そして、付勢手段２８は、圧縮荷重によるたわみ量が境界値を超えて大きくなるとバネ定数も大きくなるようなバネ特性を有する。また、ＥＣＵは、初期通電の最大通電量をエンジンの負荷に応じて可変する。これにより、制御弁体が、慣性によって釣り合い位置から一方側に行き過ぎようとすると、バネ力が急激に強くなるので、行過ぎが抑制されて振動も早期に減衰する。このため、安定して噴射特性を可変できる。【選択図】図３
2010190178.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに燃料を噴射して供給する燃料噴射装置において、
ソレノイドコイルへの通電により生じる吸引力を利用して開弁するインジェクタと、
前記ソレノイドコイルへの通電を制御して前記インジェクタの開弁を制御する制御手段とを備え、
前記インジェクタは、
前記吸引力により一方側に移動する可動体と、この可動体を他方側に付勢する付勢手段とを有し、
前記ソレノイドコイルへの通電が開始されて前記吸引力が前記付勢手段の付勢力よりも強くなったときに、前記可動体が一方側に移動を開始することで開弁し、
前記付勢手段は、圧縮荷重によるたわみ量が大きいほどバネ定数が大きくなるようなバネ特性を有し、
前記制御手段は、
前記可動体に一方側への移動を開始させるための初期通電に関して最大通電量を設定しており、前記吸引力が前記付勢力よりも強くなるように通電量を前記最大通電量まで増加させ、
前記エンジンの負荷に応じて、前記最大通電量を可変することを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料噴射装置において、
前記インジェクタは、噴孔を開閉する噴射弁体を備えるとともに、前記噴射弁体に対し閉弁方向に燃料圧を作用させるための制御室、前記制御室へ燃料を流入させるための流入流路、および、前記制御室から燃料を流出させるための流出流路を形成し、
前記可動体は、前記ソレノイドコイルへの通電開始により一方側に移動することで前記制御室を前記流出流路に対して開放し、前記ソレノイドコイルへの通電停止により他方側に移動することで前記制御室を前記流出流路に対して閉鎖し、
前記噴射弁体は、前記制御室の前記流出流路に対する開放により開弁方向に駆動され、前記制御室の前記流出流路に対する閉鎖により閉弁方向に駆動されることを特徴とする燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンに燃料を噴射して供給する燃料噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、燃料噴射装置は、開弁により燃料を噴射するインジェクタ、および、インジェクタの開弁を制御する制御手段としての電子制御装置（以下、ＥＣＵと呼ぶ）等を備える。また、インジェクタには、ソレノイド装置をアクチュエータとして備え、ソレノイドコイルへの通電により生じる吸引力を利用して開弁するものが広く知られており、このようなインジェクタを備える燃料噴射装置のＥＣＵは、ソレノイドコイルへの通電を制御することでインジェクタの開弁を制御している。
【０００３】
従来のインジェクタ１００は、例えば、図５に示すように、噴孔１０１を開閉する噴射弁体１０２と、吸引力を発生するソレノイド装置１０４とを備えるとともに、噴射弁体１０２に対し閉弁方向に燃料圧を作用させるための制御室１０５、制御室１０５へ燃料を流入させるための流入流路１０６、および、制御室１０５から燃料を流出させるための流出流路１０７を形成している。
【０００４】
また、ソレノイド装置１０４は、通電により吸引力を発生するソレノイドコイル１１０、吸引力を受けて一方側に移動するアーマチャ１１１、アーマチャ１１１を他方側に付勢する付勢手段１１２としてのコイルバネ、アーマチャ１１１の他端に保持されて制御室１０５を流出流路１０７に対して開閉する制御弁体１１３、吸引力によるアーマチャ１１１の移動を規制するストッパ１１４等を有する。
【０００５】
そして、アーマチャ１１１および制御弁体１１３は、ソレノイドコイル１１０への通電開始により一方側に移動することで制御室１０５を流出流路１０７に対して開放する。これにより、制御室１０５の燃料圧が低下するので、噴射弁体１０２は、開弁方向に駆動されて噴孔１０１を開放する。また、アーマチャ１１１および制御弁体１１３は、ソレノイドコイル１１０への通電停止により他方側に移動することで制御室１０５を流出流路１０７に対して閉鎖する。これにより、制御室１０５の燃料圧が上昇するので、噴射弁体１０２は、閉弁方向に駆動されて噴孔１０１を閉鎖する。
【０００６】
また、ＥＣＵは、ソレノイドコイル１１０への通電開始時期および通電期間等に対する指令値を算出し、これらの指令値に応じた制御信号を出力することで、ソレノイドコイル１１０への通電を制御してインジェクタ１００の開弁を制御する。
【０００７】
近年、インジェクタ１００には、エンジンの負荷に応じて多様な噴射特性が要求されるようになっている（図６参照）。例えば、アイドリング等の低負荷領域では、パターン１のように、噴射弁体１０２の開弁動作を緩やかにして初期の噴射率勾配を小さくする方が噴射量の行き過ぎを抑制でき、結果的に高精度な制御が可能になる。一方、高負荷領域では、できるだけ短期間に多量の燃料を噴射するのが燃焼効率の向上や排ガス浄化等の観点から好ましいので、パターン２のように、噴射弁体１０２の開弁動作を迅速にして初期の噴射率勾配を大きくする方が有利である。
【０００８】
ところで、噴射弁体１０２の開弁動作は、制御弁体１１３の着座位置からのリフト量に依存する。
ここで、ソレノイドコイル１１０への通電開始前の制御弁体１１３は、付勢手段１１２としてのコイルバネの付勢力（以下、バネ力と呼ぶ）により所定の着座位置に着座することで、制御室１０５を流出流路１０７に対して閉鎖している。そして、ソレノイドコイル１１０に通電が開始され、吸引力が通電量の増加とともに増強されてバネ力よりも強くなると、制御弁体１１３は着座位置から離座してリフトする。
【０００９】
そして、制御弁体１１３のリフト量が小さいと、制御室１０５からの有効流出面積も小さいので、流出流量も小さくなって制御室１０５の燃料圧の低下速度が小さくなる。この結果、噴射弁体１０２の開弁動作が緩やかになる。また、制御弁体１１３のリフト量が大きいと、制御室１０５からの有効流出面積も大きいので、流出流量も大きくなって制御室１０５の燃料圧の低下速度が大きくなる。この結果、噴射弁体１０２の開弁動作が速やかになる。
【００１０】
そこで、エンジンの負荷に応じて、制御弁体１１３のリフト量を可変するべく、ソレノイドコイル１１０への通電量を可変して吸引力を操作する手段が検討されている。
しかし、制御弁体１１３のリフト量を可変しようとする場合、制御弁体１１３が振動してリフト量が安定しなくなり、噴射特性が不安定になる虞がある。すなわち、リフト量を可変しない場合には、吸引力の方が付勢力よりも遥かに大きくなるように通電量等を設定し、吸引力により一方側に移動したアーマチャ１１１をストッパ１１４に当接させて停止させるので、制御弁体１１３が振動するような事態が生じにくい。
【００１１】
これに対し、制御弁体１１３のリフト量を可変しようとする場合、リフト量は、アーマチャ１１１に作用するバネ力や吸引力のような各種の力の釣り合いに依存する。すなわち、リフト量を小さくしようとする場合、ストッパ１１４に当接する前にアーマチャ１１１を停止させる必要があり、吸引力を下げて、アーマチャ１１１がストッパ１１４に当接しない位置でバネ力や吸引力等を釣り合わせる必要がある（以下の説明では、アーマチャ１１１がストッパ１１４に当接しない位置であって、バネ力や吸引力等が釣り合う位置を釣り合い位置と呼ぶ）。
【００１２】
この結果、アーマチャ１１１および制御弁体１１３は、慣性により釣り合い位置から一方側に行き過ぎて振動してしまい、リフト量が安定しなくなって噴射特性が不安定になる虞がある。
【００１３】
なお、特許文献１には、制御弁体としての三方弁を備え、三方弁の着座位置に応じて制御室を流出流路に対して開閉するインジェクタが開示されている。そして、特許文献１のインジェクタでも、噴射特性を可変しようとする場合に同様の問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００４−２５１２０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、ソレノイド装置をアクチュエータとするインジェクタを備える燃料噴射装置において、安定して噴射特性を可変できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
〔請求項１の手段〕
請求項１に記載の燃料噴射装置は、エンジンに燃料を噴射して供給するものであり、ソレノイドコイルへの通電により生じる吸引力を利用して開弁するインジェクタと、ソレノイドコイルへの通電を制御してインジェクタの開弁を制御する制御手段とを備える。また、インジェクタは、吸引力により一方側に移動する可動体と、可動体を他方側に付勢する付勢手段とを有し、ソレノイドコイルへの通電が開始されて吸引力が付勢手段の付勢力よりも強くなったときに、可動体が一方側に移動を開始することで開弁する。
【００１７】
そして、付勢手段は、圧縮荷重によるたわみ量が大きいほどバネ定数が大きくなるようなバネ特性を有している。また、制御手段は、可動体に一方側への移動を開始させるための初期通電に関して最大通電量を設定しており、吸引力が付勢力よりも強くなるように通電量を最大通電量まで増加させ、エンジンの負荷に応じて最大通電量を可変する。
【００１８】
これにより、アーマチャや制御弁体のような可動体が、慣性により釣り合い位置から一方側に行き過ぎようとすると、付勢手段の付勢力が急激に強くなる。すなわち、可動体が一方側に行き過ぎようとすると、付勢手段のたわみ量が大きくなってバネ定数が大きくなるので、付勢手段の付勢力が急激に強化される。このため、可動体が慣性により一方側に行き過ぎて振動しようとしても、行過ぎが抑制されて振動も早期に減衰する。
【００１９】
この結果、可動体としてのアーマチャおよび制御弁体は、釣り合い位置で振動することなく早期に安定して停止することができる。
以上により、可動体のリフト量を、アーマチャがストッパに当接することで定まる数値よりも小さい数値に安定して可変できるので、ソレノイド装置をアクチュエータとするインジェクタを備える燃料噴射装置において、安定して噴射特性を可変できる。
【００２０】
〔請求項２の手段〕
請求項２に記載の燃料噴射装置によれば、インジェクタは、噴孔を開閉する噴射弁体を備えるとともに、噴射弁体に対し閉弁方向に燃料圧を作用させるための制御室、制御室へ燃料を流入させるための流入流路、および、制御室から燃料を流出させるための流出流路を形成する。
【００２１】
また、可動体は、ソレノイドコイルへの通電開始により一方側に移動することで制御室を流出流路に対して開放し、ソレノイドコイルへの通電停止により他方側に移動することで制御室を流出流路に対して閉鎖する。さらに、噴射弁体は、制御室の流出流路に対する開放により開弁方向に駆動され、制御室の流出流路に対する閉鎖により閉弁方向に駆動される。
この手段は、請求項１の手段の作用効果を奏するインジェクタの一態様を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】（ａ）は燃料噴射装置の構成図であり、（ｂ）はソレノイドコイルへの通電パターンを示すタイムチャートである（実施例）。
【図２】インジェクタの構成図である（実施例）。
【図３】（ａ）は付勢手段の構成図であり、（ｂ）は付勢手段としての不等ピッチコイルバネのバネ特性を示す特性図であり、（ｃ）はソレノイドコイルへの通電パターンにおいて初期通電の最大通電量の可変状況を示すタイムチャートである（実施例）。
【図４】付勢手段の構成図である（変形例）。
【図５】インジェクタの構成図である（従来例）。
【図６】噴射特性を示すタイムチャートである（従来例）。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
燃料噴射装置は、エンジンに燃料を噴射して供給するものであり、ソレノイドコイルへの通電により生じる吸引力を利用して開弁するインジェクタと、ソレノイドコイルへの通電を制御してインジェクタの開弁を制御する制御手段とを備える。また、インジェクタは、吸引力により一方側に移動する可動体と、可動体を他方側に付勢する付勢手段とを有し、ソレノイドコイルへの通電が開始されて吸引力が付勢手段の付勢力よりも強くなったときに、可動体が一方側に移動を開始することで開弁する。
【００２４】
そして、付勢手段は、圧縮荷重によるたわみ量が大きいほどバネ定数が大きくなるようなバネ特性を有している。また、制御手段は、可動体に一方側への移動を開始させるための初期通電に関して最大通電量を設定しており、吸引力が付勢力よりも強くなるように通電量を最大通電量まで増加させ、エンジンの負荷に応じて最大通電量を可変する。
【００２５】
また、インジェクタは、噴孔を開閉する噴射弁体を備えるとともに、噴射弁体に対し閉弁方向に燃料圧を作用させるための制御室、制御室へ燃料を流入させるための流入流路、および、制御室から燃料を流出させるための流出流路を形成する。
【００２６】
そして、可動体は、ソレノイドコイルへの通電開始により一方側に移動することで制御室を流出流路に対して開放し、ソレノイドコイルへの通電停止により他方側に移動することで制御室を流出流路に対して閉鎖する。さらに、噴射弁体は、制御室の流出流路に対する開放により開弁方向に駆動され、制御室の流出流路に対する閉鎖により閉弁方向に駆動される。
【実施例】
【００２７】
〔実施例の構成〕
実施例の燃料噴射装置１の構成を、図面に基づいて説明する。
燃料噴射装置１は、エンジン（図示せず）に燃料を噴射して供給するものであり、例えば、図１（ａ）に示すように、燃料を高圧状態で蓄圧するコモンレール２、燃料タンク３から燃料を吸引して高圧化し、コモンレール２に供給するサプライポンプ４、エンジンの気筒ごとに装着され、コモンレール２から燃料の分配を受けて気筒内に燃料を噴射するインジェクタ５、サプライポンプ４やインジェクタ５の動作を制御する電子制御装置（以下、ＥＣＵ６と呼ぶ）等を備える。
【００２８】
インジェクタ５は、例えば、図２に示すように、開閉弁動作をして噴孔９を開閉する噴射弁体１０、噴射弁体１０に当接して噴射弁体１０と一体的に移動するコマンドピストン１１、噴射弁体１０を閉弁方向に付勢するコイルバネ１２、噴射弁体１０に開弁動作をさせるアクチュエータとしてのソレノイド装置１３等を備える。また、インジェクタ５は、噴射弁体１０に対し閉弁方向に燃料圧を作用させるための制御室１５、制御室１５へ燃料を流入させるための流入流路１６、および、制御室１５から燃料を流出させるための流出流路１７を形成する。
【００２９】
ここで、流入、流出流路１６、１７には、それぞれ、制御室１５への燃料の流入を規制する流入側絞り１８、制御室１５からの燃料の流出を規制する流出側絞り１９が設けられている。また、流出側絞り１９は、流入側絞り１８よりも燃料の通過抵抗が小さくなるように設けられている。
【００３０】
噴射弁体１０は、弁ボディ２２に摺動自在に支持されて開弁方向または閉弁方向に移動する。また、噴射弁体１０は、弁ボディ２２との間に、コモンレール２から受け入れた高圧の燃料が溜まるノズル室２３を形成し、ノズル室２３に対して噴孔９を開閉する。なお、ノズル室２３の燃料圧は、噴射弁体１０に対し開弁方向に作用する。
【００３１】
コマンドピストン１１は、弁ボディ２２に摺動自在に支持されて制御室１５を封鎖する。これにより、制御室１５は、コマンドピストン１１の移動に応じて容積が可変され、制御室１５の燃料圧は、コマンドピストン１１を介して噴射弁体１０に作用する。
なお、制御室１５およびノズル室２３から摺動隙間を経てリークした燃料は、コイルバネ１２を収容するバネ室２４に流入する。そして、バネ室２４に流入した燃料は、制御室１５から流出流路１７を経て流出した動的リークに伴う燃料とともに、燃料タンク３に戻される。
【００３２】
ソレノイド装置１３は、通電により吸引力を発生するソレノイドコイル２６、吸引力を受けて一方側に移動するアーマチャ２７、アーマチャ２７を他方側に付勢する付勢手段２８としてのコイルバネ、アーマチャ２７の他端に保持されて制御室１５を流出流路１７に対して開閉する制御弁体２９、吸引力によるアーマチャ２７の移動を規制するストッパ３０等を有する。
【００３３】
以上の構成により、ソレノイドコイル２６に通電が開始されて吸引力が発生すると、アーマチャ２７および制御弁体２９が一方側に変位して制御室１５が流出流路１７に対して開放される。ここで、流出側絞り１９の方が流入側絞り１８よりも燃料が通過しやすいため、制御室１５が流出流路１７に対して開放されると、流入流路１６から制御室１５への燃料の流入量よりも、制御室１５から流出流路１７への燃料の流出量が大きくなって制御室１５の燃料圧が低下する。このため、噴射弁体１０に作用する合力は開弁方向に強くなり、噴射弁体１０が開弁方向に駆動されて噴孔９を開放し、燃料の噴射が開始される。
【００３４】
ここで、ソレノイドコイル２６への通電開始前の制御弁体２９は、付勢手段２８としてのコイルバネの付勢力（以下、バネ力と呼ぶ）により所定の着座位置に着座することで、制御室１５を流出流路１７に対して閉鎖している。そして、ソレノイドコイル２６に通電が開始され、吸引力が通電量の増加とともに増強されてバネ力よりも強くなると、制御弁体２９は着座位置から離座してリフトする。
【００３５】
やがて、ソレノイドコイル２６への通電が停止されて吸引力が消滅すると、アーマチャ２７および制御弁体２９がバネ力に付勢されて他方側に変位する。そして、制御弁体２９が着座位置に着座することで、制御室１５が流出流路１７に対して閉鎖される。これにより、制御室１５から流出流路１７への燃料の流出が止まり、流入流路１６から制御室１５への燃料の流入により制御室１５の燃料圧が上昇する。このため、噴射弁体１０に作用する合力は閉弁方向に強くなり、噴射弁体１０が閉弁方向に駆動されて噴孔９を閉鎖し、燃料の噴射が停止される。
【００３６】
ＥＣＵ６は、図１（ａ）に示すように、インジェクタ５の開弁を制御するための制御信号を出力するマイコン３３、制御信号の入力を受けてソレノイド装置１３への給電を行う駆動回路３４等を有する。なお、マイコン３３は、制御機能および演算機能を具備するＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶装置、入力装置および出力装置等を有する周知の構造である。
【００３７】
そして、マイコン３３は、コモンレール２内の燃料圧を検出するレール圧センサ３５等の各種のセンサから検出信号の入力を受け、これらの検出信号に基づいてソレノイドコイル２６への通電開始時期および通電期間等に対する指令値を算出し、これらの指令値に応じた制御信号を駆動回路３４に出力する。
【００３８】
また、駆動回路３４は、制御弁体２９を着座位置から離座させてリフトさせる吸引力を発生するために高電圧発生回路３６を有する。ここで、ソレノイドコイル２６への通電開始時には、制御弁体２９をバネ力に抗して着座位置から離座させてリフトさせるために強力な吸引力を必要とする。
【００３９】
このため、図１（ｂ）に示すように、通電開始時には、高電圧発生回路３６からソレノイドコイル２６に高電圧が印加されて通電量が大きく増加し、吸引力が増強される（なお、以下の説明では、制御弁体２９を離座させてリフトさせるためにソレノイドコイル２６に高電圧を印加して行う通電を、初期通電と呼ぶ）。
以上により、ＥＣＵ６は、ソレノイドコイル２６への通電を制御することで、インジェクタ５の開弁を制御する。
【００４０】
〔実施例の特徴〕
実施例の燃料噴射装置１の特徴を、図面に基づいて説明する。
実施例の燃料噴射装置１によれば、図３に示すように、インジェクタ５のソレノイド装置１３が有する付勢手段２８は、ピッチが不均一な不等ピッチコイルバネであり、ピッチが大きい疎部３８と、疎部３８よりもピッチが小さい密部３９とを有する。これにより、付勢手段２８にかかる圧縮荷重の増強によりたわみ量が所定の境界値を超えると、バネとして作用する有効巻き数が減少してバネ定数（圧縮荷重／たわみ量）が大きくなる。
【００４１】
つまり、付勢手段２８は、圧縮荷重によるたわみ量が大きいほどバネ定数が大きくなるような非線形なバネ特性を有している。そして、付勢手段２８のバネ特性によれば、圧縮荷重によるたわみ量が境界値を超えるとバネ定数が大きくなる。このため、圧縮荷重の反力としてアーマチャ２７および制御弁体２９に作用するバネ力と、たわみ量に相当する制御弁体２９のリフト量との相関も非線形となる。この結果、リフト量が境界値相当の閾値を超えると、リフト量に対するバネ力の増強率が大きくなり、制御弁体２９は急激にリフトしにくくなる。
【００４２】
また、ＥＣＵ６は、初期通電に関して最大通電量を設定しており、吸引力がバネ力より強くなるように通電量を最大通電量まで増加させて吸引力を増強する。これにより、制御弁体２９は、着座位置から離座した後も確実にリフトし続けることができる。そして、ＥＣＵ６は、エンジンの負荷に応じて最大通電量の設定値を可変し、設定値に応じた電圧をソレノイドコイル２６に印加できるように駆動回路３４に制御信号を出力する。
【００４３】
例えば、ＥＣＵ６は、エンジンの負荷が大きい場合、最大通電量の設定値を高くして吸引力の最大値を上げる。これにより、制御弁体２９はアーマチャ２７がストッパ３０に当接するまでリフトするので、リフト量は大きく制御室１５からの有効流出面積も大きい。このため、制御室１５からの燃料の流出流量が大きくなるので、制御室１５の燃料圧の低下速度が大きくなり噴射弁体１０の開弁動作が速やかになる。
【００４４】
また、ＥＣＵ６は、アイドル運転時のようにエンジンの負荷が小さい場合、最大通電量の設定値を低くして吸引力の最大値を下げる。これにより、制御弁体２９は、アーマチャ２７がストッパ３０に当接する前に、バネ力や吸引力等が釣り合う釣り合い位置でリフトを止めるので、リフト量は小さく制御室１５からの有効流出面積も小さい。このため、制御室１５からの燃料の流出流量が小さくなるので、制御室１５の燃料圧の低下速度が小さくなり噴射弁体１０の開弁動作が緩やかになる。
【００４５】
〔実施例の効果〕
実施例の燃料噴射装置１によれば、インジェクタ５のソレノイド装置１３は、ソレノイドコイル２６の吸引力により着座位置からリフトして制御室１５を開放する制御弁体２９と、制御弁体２９をリフト方向とは反対側に付勢する付勢手段２８とを有する。そして、インジェクタ５は、ソレノイドコイル２６への通電が開始されて吸引力がバネ力よりも強くなったときに、制御弁体２９が着座位置から離座してリフトすることで開弁する。
【００４６】
そして、付勢手段２８は、圧縮荷重によるたわみ量が境界値を超えて大きくなるとバネ定数も大きくなるようなバネ特性を有する。また、ＥＣＵ６は、制御弁体２９を離座させてリフトさせるための初期通電に関して最大通電量を設定しており、吸引力がバネ力よりも強くなるように通電量を最大通電量まで増加させる。そして、ＥＣＵ６は、エンジンの負荷に応じて最大通電量を可変する。
【００４７】
これにより、エンジンの負荷が小さいことに基づき、制御室１５からの有効流出面積が小さい状態で制御弁体２９を停止させたい場合に、制御弁体２９を安定して停止させることができる。
【００４８】
すなわち、エンジン負荷に見合った有効流出面積となる釣り合い位置で付勢手段２８のたわみ量が境界値を超えるように、付勢手段２８や最大通電量を設定しておく。これにより、アーマチャ２７および制御弁体２９が、慣性によって釣り合い位置から一方側に行き過ぎようとすると、バネ力が急激に強くなる。
【００４９】
つまり、アーマチャ２７および制御弁体２９が釣り合い位置よりも一方側に行き過ぎようとすると、付勢手段２８のたわみ量が境界値よりも大きくなってバネ定数が大きくなるので、バネ力が急激に強化される。このため、アーマチャ２７および制御弁体２９が慣性により一方側に行き過ぎて振動しようとしても、行過ぎが抑制されて振動も早期に減衰する。
【００５０】
この結果、アーマチャ２７および制御弁体２９は、釣り合い位置で振動することなく早期に安定して停止することができる。
以上により、制御弁体２９のリフト量を、アーマチャ２７がストッパ３０に当接することで定まる数値よりも小さい数値に安定して可変できるので、ソレノイド装置１３をアクチュエータとするインジェクタ５を備える燃料噴射装置１において、安定して噴射特性を可変できる。
【００５１】
〔変形例〕
実施例のインジェクタ５によれば、ソレノイド装置１３の付勢手段２８は、１つの疎部３８と１つの密部３９とを有する不等ピッチコイルバネであり、バネ特性は１つの境界値を有していたが、バネ特性の境界値が２つ以上となるような不等ピッチコイルバネを、付勢手段２８に採用してもよい。すなわち、ピッチが互いに異なる部分を３つ以上有する不等ピッチコイルバネを、付勢手段２８に採用してもよい。この場合、釣り合い位置を境界値ごとに複数設定できるので、よりきめ細かく噴射特性を可変できる。
【００５２】
また、実施例のインジェクタ５によれば、付勢手段２８は、疎部３８と密部３９とが直列に設けられた不等ピッチコイルバネであったが、伸縮方向の長さが異なる複数のコイルバネを並列に配して付勢手段２８を構成してもよい。
【００５３】
例えば、図４に示すように、長短２つのコイルバネ４１、４２により付勢手段２８を構成してアーマチャ２７を付勢するようにした場合、長い方のコイルバネ４１は、吸引力によりリフトするアーマチャ２７が短い方のコイルバネ４２に当接するまで、単独でアーマチャ２７に対してバネ力を及ぼす。やがて、アーマチャ２７がコイルバネ４２に当接すると、コイルバネ４１、４２の両方がアーマチャ２７に対してバネ力を及ぼすようになり、バネ力が急激に増加する。このため、付勢手段２８のバネ特性は、実施例と同様の非線形となり、実施例と同様の効果を得ることができる。
【００５４】
また、実施例のインジェクタ５は、噴射弁体１０に対し閉弁方向に燃料圧を作用させるための制御室１５を形成するとともに、制御室１５を流出流路１７に対して開閉する制御弁体２９をアーマチャ２７の他端に保持していたが、本発明が適用できるインジェクタ５の態様は、このようなものに限定されない。
【００５５】
例えば、制御室１５を形成せず、吸引力により噴射弁体１０を直接的に駆動するインジェクタにも、噴射弁体１０に作用する吸引力やバネ力等が釣り合う釣り合い位置で噴射弁体１０を安定して停止させるために、本発明を適用してもよい。
【００５６】
さらに、燃料噴射装置１の構成も実施例の態様に限定されず、例えば、コモンレール２を備えず、サプライポンプ４からインジェクタ５に直接的に燃料を供給して噴射するようにしてもよく、エンジンの気筒内ではなく、吸気管にインジェクタ５を配して吸気管内に燃料を噴射供給するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１  燃料噴射装置
５  インジェクタ
６  ＥＣＵ（制御手段）
９  噴孔
１０  噴射弁体
１５  制御室
１６  流入流路
１７  流出流路
２６  ソレノイドコイル
２７  アーマチャ（可動体）
２８  付勢手段
２９  制御弁体（可動体）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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